新教材2023-2024學(xué)年高中物理第4章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性章末綜合訓(xùn)練新人教版選擇性

第四章章末綜合訓(xùn)練一、選擇題1.(2023廣東廣州華南師大附中階段練習(xí))下列說(shuō)法符合事實(shí)的是()A.普朗克提出光量子假說(shuō)B.盧瑟福證實(shí)陰極射線是電子束流C.康普頓效應(yīng)的解釋證實(shí)光的粒子性D.玻爾提出的原子結(jié)構(gòu)無(wú)法解釋氫原子光譜2.(多選)(2023吉林通化高二階段練習(xí))下列四幅圖涉及的物理知識(shí),說(shuō)法正確的是()A.圖甲:普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一B.圖乙:康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子具有粒子性,光子不但具有能量,還有動(dòng)量C.圖丙:湯姆孫研究α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D.圖丁:玻爾研究陰極射線管證實(shí)了陰極射線是帶電粒子流3.(2023河南商丘高二階段練習(xí))氫原子的能級(jí)公式為En=E1n2(E1<0,量子數(shù)n=2,3,4,…),E1是基態(tài)氫原子的能量值,光在真空中的傳播速度為c,大量處于n=A.15E116C.17E1184.(2023河北張家口第四中學(xué)階段練習(xí))用頻率分別為ν和2ν的光照射某種金屬材料,已知該金屬的逸出功為23hν,其中h為普朗克常量,則兩種情況下測(cè)得的該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓之比為(A.1∶2 B.1∶3C.1∶4 D.1∶55.(2023湖北卷)2022年10月,我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6nm的氫原子譜線(對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖,可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子()A.n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷B.n=3和n=1能級(jí)之間的躍遷C.n=3和n=2能級(jí)之間的躍遷D.n=4和n=2能級(jí)之間的躍遷6.(2023新課標(biāo)卷)銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率,銫原子鐘利用的兩能級(jí)的能量差量級(jí)為105eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為(普朗克常量h=6.63×1034J·s,元電荷e=1.60×1019C)()A.103Hz B.106HzC.109Hz D.1012Hz7.(多選)(2023河北張家口第四中學(xué)階段練習(xí))氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示,大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的復(fù)色光通過(guò)玻璃三棱鏡后能分成如圖乙所示的a、b、c、d四條可見(jiàn)光束。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間,則下列說(shuō)法正確的是()A.四條可見(jiàn)光中a光波長(zhǎng)最大B.四條可見(jiàn)光中d光波長(zhǎng)最大C.b光為第6能級(jí)向第2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的D.b光為第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的8.(2023北京海淀高二階段練習(xí))某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成。不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度(表示光的強(qiáng)弱)如圖所示。使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)的光的波長(zhǎng),稱(chēng)為極限波長(zhǎng),表中為一些金屬的極限波長(zhǎng)。用該光源照射表中金屬表面,則()材料鉑鎢鈉極限波長(zhǎng)/nm196274542A.只有鈉表面有電子逸出B.只有鉑表面有電子逸出C.鎢、鉑表面均有電子逸出D.鉑、鎢、鈉表面均有電子逸出9.(2023廣東肇慶德慶縣香山中學(xué)期中)如圖所示,甲圖為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置,乙圖為用a、b、c三種光分別照射裝置甲得到的三條電流表與電壓表示數(shù)關(guān)系的曲線,丙圖為氫原子的能級(jí)圖。下列說(shuō)法正確的是()甲乙丙A.若b光為紫光,c光可能是綠光B.b光的強(qiáng)度等于c光的強(qiáng)度C.若b光光子能量為11eV,用它直接照射大量處于基態(tài)的氫原子,可使其躍遷D.若b光光子能量為2.55eV,用它直接照射大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子,氫原子可以產(chǎn)生6種不同頻率的光二、計(jì)算題10.(2023江蘇卷)“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星可以觀測(cè)太陽(yáng)輻射的硬X射線。硬X射線是波長(zhǎng)很短的光子,設(shè)波長(zhǎng)為λ。若太陽(yáng)均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線,衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著太陽(yáng),每秒接收到N個(gè)該種光子。已知探測(cè)儀鏡頭面積為S,衛(wèi)星離太陽(yáng)中心的距離為R,普朗克常量為h,光速為c,求:(1)每個(gè)光子的動(dòng)量p和能量E;(2)太陽(yáng)輻射硬X射線的總功率P。章末綜合訓(xùn)練(四)1.C愛(ài)因斯坦提出了光量子假說(shuō),揭示了光的粒子性,故A錯(cuò)誤;湯姆孫研究陰極射線管證實(shí)了陰極射線是電子束流,故B錯(cuò)誤;物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng),證實(shí)了光的粒子性,故C正確;玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,但不足之處是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn),如電子軌道的概念,對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的原子如氦原子,玻爾理論就無(wú)法解釋它的光譜現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。2.AB普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一,故A正確;康普頓效應(yīng)、光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,光子具有能量,康普頓效應(yīng)還表明光子具有動(dòng)量,故B正確;盧瑟福研究α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故C錯(cuò)誤;湯姆孫研究陰極射線管證實(shí)了陰極射線是帶電粒子流,故D錯(cuò)誤。3.A從n=4能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射的光子能量最大,動(dòng)量最大,即E4E1=hcλ=pc,解得p=E44.C根據(jù)W0=23hν,hν=W0+Ekm,eUc=Ekm,可求得遏止電壓之比為Uc1∶Uc2=1∶5.A由能級(jí)圖可知n=2和n=1能級(jí)之間的能量差為ΔE=E2E1=3.4eV(13.6eV)=10.2eV,與探測(cè)到的譜線對(duì)應(yīng)的光子能量相等,故可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷。選項(xiàng)A正確。6.C根據(jù)ΔE=hν,得ν=10-5×1.607.AD由圖乙偏折程度可知,a光的折射率最小,d光的折射率最大,所以四條可見(jiàn)光中a光波長(zhǎng)最大,d光波長(zhǎng)最小,A正確,B錯(cuò)誤。根據(jù)玻爾原子模型理論,因可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間,故不可能是任何一個(gè)較高能級(jí)向第1能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,也不可能是更高能級(jí)向第3能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,所以一定是從較高能級(jí)向第2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的,即a、b、c、d四條光束只能是第6、5、4、3能級(jí)向第2能級(jí)躍遷時(shí)輻射產(chǎn)生的,且輻射光子能量依次減小;a、b、c、d四條可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡,根據(jù)偏折程度可知,d光光子能量最大,b光光子能量第三,所以b光為第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,C錯(cuò)誤,D正確。8.A根據(jù)光電效應(yīng)方程可知Ek=hνW0=hcλW09.D由圖乙可知,b對(duì)應(yīng)的遏止電壓等于c對(duì)應(yīng)的遏止電壓,由eUc=Ek=hνW0,知b的頻率等于c的頻率,b與c是同一種色光,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知,b對(duì)應(yīng)的飽和電流大于c對(duì)應(yīng)的飽和電流,則b光的光照強(qiáng)度大于c光的光照強(qiáng)度,故B錯(cuò)誤;若b光光子能量為11eV,用它直接照射大量處于基態(tài)的氫原子,如果氫原子吸收該光子,則其能量值變?yōu)镋=E1+ΔE=13.6eV+11eV=2.6eV,氫原子沒(méi)有對(duì)應(yīng)該能量的能級(jí),所以不能使其躍遷,故C錯(cuò)誤;若b光光子能量為2.55eV,用它直接照射大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子,能量值可以達(dá)到2.55eV3.4eV=0.85eV=E4,即可以使氫原子躍遷到n=4能級(jí),當(dāng)大量處于n=